Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 30.Problemas - Ex. 66
66. No circuito indicado na Figura , a chave está fechada há um longo tempo, o suficiente para que a leitura da corrente esteja estacionária a . Subitamente, a chave é fechada, e a chave é aberta no mesmo instante. qual é carga máxima que o capacitor receberá? Qual é a corrente no indutor nesse período?
Passo 1
Nesse problema depois que a chave é fechada e a é aberta, temos um circuito .
Para o primeiro instante quando as chaves foram mudadas tínhamos uma carga zero no capacitor, então pela equação do livro temos que a energia total pode ser dada por:
Onde é a carga inicial do capacitor que é zero e é a carga máxima do capacitor, eu mais como assim?
Então, em um circuito hora a energia está toda no indutor ou toda no capacitor ou dividida entre eles conforme a corrente muda.
Então a energia total no indutor acontece quando temos a corrente máxima é a nossa corrente inicial e no capacitor quando temos a carga máxima então:
A resposta do item é simples, quando temos o capacitor com carga máxima, antes de se descarregar, ele interrompe o fluxo de corrente no circuito, então a corrente do indutor é zero nesse período.
Passo 2
Vamos então encontrar a carga máxima do capacitor, temos:
Isolando temos:
Substituindo os valores que conhecemos, temos:
Então temos que:
Resposta
A corrente no indutor nesse período é zero